Метод для изучения адаптации влево-вправо обратить вспять прослушивание
Summary
Настоящее исследование предлагает протокол расследовать адаптации слева направо обращенном прослушивание только посредством носимых устройств, используя нейровизуализации, который может быть эффективным инструментом для расчехлять адаптации людей к среде роман в слуховой домен.
Abstract
Необычные сенсорные пространство является одним из эффективных инструментов раскрыть механизм адаптации людей к среде роман. Хотя большинство предыдущих исследований использовали специальные очки с призмами для достижения необычные пробелы в области визуального, методологии для изучения адаптации к необычным слухового пространства пока полностью установлено. Это исследование предлагает новый протокол настройки, проверить и использовать левый правый обращенном стереофонические системы, используя только носимых устройств, и изучение адаптации влево-вправо обратить вспять прослушивание с помощью нейровизуализации. Хотя отдельные акустические характеристики еще не реализованы, и незначительные побочные unreversed звуков относительно неконтролируемых, построен аппарат показывает высокую производительность в 360° локализации источника звука, в сочетании с слуха характеристики с небольшой задержкой. Кроме того он выглядит как мобильный музыкальный проигрыватель и позволяет участник сосредоточиться на повседневной жизни не возбуждая любопытство или обратив внимание других людей. Поскольку последствия адаптации были успешно обнаружен на уровне восприятия, поведенческих и нейронные, сделан вывод, что этот протокол обеспечивает перспективным методологии для изучения адаптации обращенном прослушивание слева направо и является эффективным инструментом для Расчехлять адаптации людей к Роман сред в слуховой области.
Introduction
Адаптируемость к Роман окружающей среды является одной из основных функций для людей, чтобы жить устойчиво в любой ситуации. Один эффективный инструмент для раскрытия механизма экологической приспособляемости в организме человека является необычной сенсорной пространство, которое производится искусственно аппараты. В большинстве предыдущих исследований, посвященных этой теме были использованы специальные очки с призмами для достижения слева направо обращенном видение1,2,3,,45 или вверх вниз вспять видение6,7. Кроме того воздействие такого видения от нескольких дней до более чем одного месяца показал восприятия и поведенческие адаптации1,2,3,4,5, 6 , 7 (например, возможность кататься велосипедов2,5,7). Кроме того периодические измерения активности мозга, с использованием методов нейровизуализации, например электроэнцефалографии (ЭЭГ)1, Магнитоэнцефалография (Мэг)3и функциональная магнитно-резонансная томография (МРТ)2, 4,5,7, обнаружены изменения в нервной деятельности, лежащие в основе адаптации (например, двусторонние визуальные активации для односторонних визуальной стимуляции4, 5). Хотя участника внешний вид становится странно в определенной степени и большую осторожность необходима для наблюдателя для поддержания безопасности участника, обращенном видение с призмами обеспечивает точные трехмерные (3D) визуальную информацию без Любая задержка в носимых манере. Таким образом относительно методологии для раскрытия механизма экологической приспособляемости устанавливается в области визуального.
В 1879 году Томпсон предложил концепцию pseudophone, «инструмент для изучения законодательства бинауральный прослушивание с помощью иллюзии, которые она производит в акустических восприятие пространства»8. Однако, в отличие от визуального случаях1,2,3,4,5,6,7, несколько были предприняты попытки изучить процесс адаптации к необычным к настоящему времени был получен слухового пространства и не заметны знаниям. Несмотря на долгую историю разработки виртуального слуховые показывает9,10редко разработаны переносные аппараты для управления 3D прослушивание. Таким образом лишь в нескольких докладах рассмотрены адаптации обращенном прослушивание слева направо. Один традиционный аппарат состоит из пары изогнутые трубы, которые пересекли и вставляется в каналов уха слушателя в другой манере11,12. В 1928 году, молодой впервые сообщил использование этих пересек труб и носили их непрерывно в течение 3 дней в большинстве или в общей сложности 85 h для тестирования адаптации обращенном прослушивание слева направо. Уилли и др. 12 повторно адаптации в трех участников, носить труб для 3, 7 и 8 дней, соответственно. Изогнутые трубы легко условии обращенном прослушивание слева направо, но были проблемы с надежностью пространственная точность, удобство при переноске и странный вид. Более продвинутые аппарат для прослушивания в обратном порядке – электронная система, в котором левой и правой линии головы/Наушники и микрофоны, наоборот подключенных13,14. Охцубо и др. 13 достигли слуховой разворота, используя первый когда-либо бинаурального наушников микрофоны, которые были подключены к фиксированной усилитель и оценить его производительность. Совсем недавно, Hofman и др. 14 сшитого завершить в канал слуховые и адаптации в двух участников, которые носили СПИДа для 49 h 3 дня и 3 недели, соответственно. Хотя эти исследования сообщили высокой производительности локализации источника звука в области передней слуховой, никогда не были оценены локализации источника звука в заднюю часть и потенциальной задержки электрических устройств. Особенно в Hofman et al.‘ s исследования, пространственной производительность слуховых был гарантирован для передней 60° в голову Исправлена состояния и для передней 150° в состоянии головы бесплатно, предлагая производительность неизвестные omniazimuth. Кроме того в период воздействия может быть слишком коротким для обнаружения явлений, относящихся к адаптации по сравнению с больше случаев обращенном видение2,4,5. Ни одно из этих исследований измеряли активность мозга, с использованием методов нейровизуализации. Таким образом неопределенность в пространственно-временных точность, периоды экспозиции и неиспользования нейровизуализации может быть причин для малого числа докладов и ограниченное количество знаний по адаптации обращенном прослушивание слева направо.
Благодаря последние достижения в носимых акустической технологии Аояма и Курики15 преуспело в создании слева направо вспять 3D прослушивание с использованием только носимых устройств, которые недавно стали доступны и достичь omniazimuth системы с высокой пространственно-временных точность. Кроме того обращенном прослушивание с помощью аппарата примерно 1 месяц подверженности выставлены некоторые представитель результаты измерений Мэг. Основываясь на этом докладе, мы описываем, в этой статье, подробный протокол настройки, проверки и использования системы, и проверить адаптация влево-вправо обратить вспять прослушивание с помощью нейровизуализации, которое выполняется периодически без системы. Этот подход является эффективным для расчехлять адаптации людей к среде роман в слуховой области.
Protocol
Representative Results
Discussion
Предлагаемый протокол направлен на создание методологии для изучения адаптации слева направо обращенном прослушивание как эффективный инструмент для расчехлять адаптации людей к среде Роман слуховой. Как свидетельствуют результаты представителя, построен аппарат достигли обращен?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа частично поддерживается грант от JSP-страницы KAKENHI Грант номер JP17K00209. Автор благодарит Takayuki Hoshino и Кадзухиро Шигета для оказания технической помощи.
Materials
| Linear pulse-code-modulation recorder | Sony | PCM-M10 | |
| Binaural microphones | Roland | CS-10EM | |
| Binaural in-ear earphones | Etymotic Research | ER-4B | |
| Digital angle protractor | Wenzhou Sanhe Measuring Instrument | 5422-200 | |
| Plane-wave speaker | Alphagreen | SS-2101 | |
| Video camera | Sony | HDR-CX560 | |
| MATLAB | Mathworks | R2012a, R2015a | R2012a for stimulation and R2015a for analysis |
| Psychophysics Toolbox | Free | Version 3 | http://psychtoolbox.org |
| Insert earphones | Etymotic Research | ER-2 | |
| Magnetoencephalography system | Neuromag | Neuromag-122 TM | |
| Electroencephalography system | Brain Products | acti64CHamp | |
| MNE | Free | MNE Software Version 2.7, MNE 0.13 |
https://martinos.org/mne/stable/index.html |
| The Multivariate Granger Causality Toolbox | Free | mvgc_v1.0 | http://www.sussex.ac.uk/sackler/mvgc/ |
Referências
- Sugita, Y. Visual evoked potentials of adaptation to left-right reversed vision. Perceptual and Motor Skills. 79 (2), 1047-1054 (1994).
- Sekiyama, K., Miyauchi, S., Imaruoka, T., Egusa, H., Tashiro, T. Body image as a visuomotor transformation device revealed in adaptation to reversed vision. Nature. 407 (6802), 374-377 (2000).
- Takeda, S., Endo, H., Honda, S., Weinberg, H., Takeda, T. MEG recording for spatial S-R compatibility task under adaptation to right-left reversed vision. Proceedings of the 12th International Conference on Biomagnetism. , 347-350 (2001).
- Miyauchi, S., Egusa, H., Amagase, M., Sekiyama, K., Imaruoka, T., Tashiro, T. Adaptation to left-right reversed vision rapidly activates ipsilateral visual cortex in humans. Journal of Physiology Paris. 98 (1-3), 207-219 (2004).
- Sekiyama, K., Hashimoto, K., Sugita, Y. Visuo-somatosensory reorganization in perceptual adaptation to reversed vision. Acta psychologica. 141 (2), 231-242 (2012).
- Stratton, G. M. Some preliminary experiments on vision without inversion of the retinal image. Psychological Review. 3 (6), 611-617 (1896).
- Linden, D. E., Kallenbach, U., Heinecke, A., Singer, W., Goebel, R. The myth of upright vision. A psychophysical and functional imaging study of adaptation to inverting spectacles. Perception. 28 (4), 469-481 (1999).
- Thompson, S. P. The pseudophone. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science: Series 5. 5 (50), 385-390 (1879).
- Wenzel, E. M. Localization in virtual acoustic displays. Presence: Teleoperators & Virtual Environments. 1 (1), 80-107 (1992).
- Carlile, S. . Virtual Auditory Space: Generation and Applications. , (2013).
- Young, T. P. Auditory localization with acoustical transposition of the ears. Journal of Experimental Psychology. 11 (6), 399-429 (1928).
- Willey, C. F., Inglis, E., Pearce, C. H. Reversal of auditory localization. Journal of Experimental Psychology. 20 (2), 114-130 (1937).
- Ohtsubo, H., Teshima, T., Nakamizo, S. Effects of head movements on sound localization with an electronic pseudophone. Japanese Psychological Research. 22 (3), 110-118 (1980).
- Hofman, P. M., Vlaming, M. S., Termeer, P. J., van Opstal, A. J. A method to induce swapped binaural hearing. Journal of Neuroscience Methods. 113 (2), 167-179 (2002).
- Aoyama, A., Kuriki, S. A wearable system for adaptation to left-right reversed audition tested in combination with magnetoencephalography. Biomedical Engineering Letters. 7 (3), 205-213 (2017).
- Brainard, D. H. The Psychophysics Toolbox. Spatial Vision. 10 (4), 433-436 (1997).
- Pelli, D. G. The VideoToolbox software for visual psychophysics: transforming numbers into movies. Spatial Vision. 10 (4), 437-442 (1997).
- Kleiner, M., Brainard, D., Pelli, D. What’s new in Psychtoolbox-3?. Perception. 36 (14), (2007).
- Gramfort, A., et al. MEG and EEG data analysis with MNE-Python. Frontiers in Neuroscience. 7, 267 (2013).
- Gramfort, A., et al. MNE software for processing MEG and EEG data. NeuroImage. 86, 446-460 (2014).
- Barnett, L., Seth, A. K. The MVGC multivariate Granger causality toolbox: a new approach to Granger-causal inference. Journal of Neuroscience Methods. 223, 50-68 (2014).
- Green, D. M. Temporal auditory acuity. Psychological Review. 78 (6), 540-551 (1971).
- He, S., Cavanagh, P., Intriligator, J. Attentional resolution and the locus of visual awareness. Nature. 383 (6598), 334-337 (1996).
- Anton-Erxleben, K., Carrasco, M. Attentional enhancement of spatial resolution: linking behavioural and neurophysiological evidence. Nature Reviews Neuroscience. 14 (3), 188-200 (2013).
- Perrott, D. R., Saberi, K. Minimum audible angle thresholds for sources varying in both elevation and azimuth. Journal of the Acoustical Society of America. 87 (4), 1728-1731 (1990).
- Grantham, D. W., Hornsby, B. W., Erpenbeck, E. A. Auditory spatial resolution in horizontal, vertical, and diagonal planes. Journal of the Acoustical Society of America. 114 (2), 1009-1022 (2003).
- Xie, B. . Head-Related Transfer Function and Virtual Auditory Display. , (2013).
- Stenfelt, S. Acoustic and physiologic aspects of bone conduction hearing. Advances in Oto-Rhino-Laryngology. 71, 10-21 (2011).
- Zwiers, M. P., van Opstal, A. J., Paige, G. D. Plasticity in human sound localization induced by compressed spatial vision. Nature Neuroscience. 6 (2), 175-181 (2003).
- Huster, R. J., Debener, S., Eichele, T., Herrmann, C. S. Methods for simultaneous EEG-fMRI: an introductory review. Journal of Neuroscience. 32 (18), 6053-6060 (2012).
- Veniero, D., Vossen, A., Gross, J., Thut, G. Lasting EEG/MEG aftereffects of rhythmic transcranial brain stimulation: level of control over oscillatory network activity. Frontiers in Cellular Neuroscience. 9, 477 (2015).
